鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1070次 | 2020年04月14日
新奇:另類思路提升光伏轉(zhuǎn)換效率
近幾年,雖然太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)在全球一直處于上升發(fā)展趨勢,但是如何在成本不劇增的前提下,繼續(xù)太陽能發(fā)電板的光轉(zhuǎn)化率,一直是全球各國發(fā)愁的一個(gè)問題。目前,市場上銷售的太陽能板,光轉(zhuǎn)化率大多停留在11%-15%之間,雖然有25%轉(zhuǎn)化率的高性能太陽能板,但是價(jià)格太高,不是普通大眾可以消費(fèi)的起的。實(shí)驗(yàn)室里還能有更高光轉(zhuǎn)化率的太陽能板,但是由于成本更高,想實(shí)現(xiàn)市場化幾乎是不可能的事。
有關(guān)這個(gè)問題,美國的科學(xué)家們又出妙招。太陽能發(fā)電板的原理是將光子直接轉(zhuǎn)化為電流。而太陽光里的各光譜,其波長都不盡相同,假如想出現(xiàn)更大的電流,太陽能發(fā)電板就要盡量獲取更多的光譜。因此,他們打算為太陽能發(fā)電板量身打造一件神圣衣,據(jù)說就可以使太陽能板的轉(zhuǎn)化率提高兩倍。
現(xiàn)在的太陽能發(fā)電板都是以硅元素為主材料制造的,關(guān)于波長在600-1000納米這個(gè)范圍光譜的轉(zhuǎn)化率非常好,但是對350-600納米這個(gè)范圍藍(lán)色光譜部分的轉(zhuǎn)化就心有余而力不足了。因此,美國的科學(xué)家們就是要通過這件神圣衣來幫助現(xiàn)有的硅材料太陽能板大量收集藍(lán)色光譜,從而提高光轉(zhuǎn)換率。
要收集更多的光譜,從而提高太陽能板的光轉(zhuǎn)化率,這遠(yuǎn)不是1+1=2這么簡單。為了打造這件神圣衣,科學(xué)家們借來法寶有機(jī)染料。在正常環(huán)境下,太陽光可以刺激染料分子發(fā)出大量位于硅材料太陽能板轉(zhuǎn)化范圍之內(nèi)的光譜。但是如何使染料分子協(xié)調(diào)工作呢?染料分子既要保持個(gè)性,也要協(xié)同特種,同時(shí)還要滿足量子力學(xué)的要求。為了解決這些問題,科學(xué)家們將燃料嵌入以蛋白質(zhì)和脂類為重要成分的水凝膠中,這樣就可以使每個(gè)燃料分子都保持其個(gè)性;然后,再將他們聚合在一起協(xié)同特種。最后的鑄成的神圣衣,是一張可以鋪在太陽能板上面淺桃色的薄膜。
據(jù)科學(xué)家介紹,這是一個(gè)非常簡單的化學(xué)工藝,制作這張薄膜的材料都是無毒的生物質(zhì)材料,在理論上是可以食用的。但并不意味著就是要讓你去吃掉它,意思就是這個(gè)東西假如不用了,是可以自然降解的,不會對環(huán)境造成危害。目前,這個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正與康乃狄克州的一家公司進(jìn)行合作,研究如何早日讓所有的太陽能板都是穿上這件可以Double小宇宙的神圣衣。